3D tlač spekaním práškovej vrstvy

3D tlač spekaním práškovej vrstvy - v angličtine powder bed fusion - je jedna z metód 3D tlače, ktorá vám umožňuje 3D tlač z kovových, plastových a keramických materiálov. Táto metóda 3D tlače sa ďalej delí na 4 rôzne technológie:

• Selective laser sintering (SLS)

• Kovová 3D tlač

  • Direct Metal Laser Sintering (DMLS) / Selective Laser Melting (SLM)

  • Electron beam melting (EBM)

• Multi jet fusion (MJF)

Ako funguje základný princíp 3D tlače spekaním práškovej vrstvy

3D tlač spekaním práškovej vrstvy je v princípe jednoduchá. Na tlačovej doske sa rozprestrie materiál v práškovej forme. Požadovaný tvar vrstvy výrobku je vytvrdený spečením materiálu.

Po dokončení jednej vrstvy sa tlačová doska posunie do ďalšej úrovne a je nanesená ďalšia vrstva prášku na vytvrdnutie.

História

Kovová výroba bežnými technologickými postupmi, ako je odlievanie, je veľmi zdĺhavá a má niekoľko krokov:

1. Najprv je potrebné vyrobiť maketu (niekedy sa jej tiež hovorí kopyto, replika alebo mastermodel), ktorá musí vyzerať úplne rovnako ako finálny výrobok. Maketa môže byť z rôznych materiálov (drevo, hlina a ďalšie).

2. Z makety sa potom vytvorí forma. Najpoužívanejší materiál na výrobu formy je piesok. Veľkou nevýhodou je, že táto forma je po každom jednom odliatí výrobku zničená a treba vyrobiť formu novú. Ďalším problémom je, že pri tvorbe foriem sa postupne ničí aj maketa.

3. Za pomoci formy sa liatím vyrobí odliatok.

4. Nakoniec je potrebné odliatok povrchovo opracovať. Predovšetkým vyleštiť.

V polovici 80. rokov 20. storočia sa na Texaskej univerzite v Austine zrodila metóda 3D tlače Selective Laser Sintering (SLS)..

Startup DTM, ktorý takto vtedy vznikol, bol v roku 2001 kúpený spoločnosťou 3D Systems. Posledný patent chrániaci spomínanú technológiu 3D tlače vypršal v roku 2014. To umožnilo iným firmám vyvíjať vlastné 3D tlačiarne založené na onej technológii.

Pre koho je určená

Metóda 3D tlače spekaním práškovej vrstvy má vysokú spotrebu elektrickej energie (je teda drahá) a zároveň je pomerne nebezpečná. Preto nie je vhodná na domáce použitie ani na použitie v malých firmách.

Ceny najlacnejších 3D tlačiarní zatiaľ neklesli pod 5 000 EUR. K 3D tlačiarni je ale potrebné dokúpiť aj ďalšie zariadenia, v ktorých sa 3D výtlačky vytvrdzujú. Tým sa náklady na 3D výrobu touto technológiou môžu až zdvojnásobiť.

3D tlačiarne založené na technológii spekaním práškovej vrstvy sú vhodné pre firmy, ktoré ich využijú na maximum. Jedine tak sa môže táto investícia vrátiť a vyplatiť. Bývajú to buď výrobné firmy, ktoré 3D tlačiarne zahrnú do svojho výrobného procesu alebo poskytovatelia 3D tlače ako služby.

Trendy

Všetky technológie 3D tlače spekaním práškovej vrstvy dnes zažívajú obrovský boom. Najviac to platí pre metódy 3D tlače SLS a kovovú 3D tlač (metódy SLM, DMLS). Zároveň neustále pribúdajú noví výrobcovia. Často sa stáva, že veľká firma, ktorá vyrába presné diely, si vyvinie alebo nechá vyvinúť vlastné riešenie, s ktorým potom príde na trh. Niektoré firmy svoje špeciálne 3D tlačiarne vôbec nepredávajú, ale iba poskytujú túto špeciálnu možnosť 3D tlače ako službu na zákazku.

Hoci sa cena a veľkosť týchto 3D tlačiarní neustále znižuje, tieto technológie nie sú vhodné pre domácu hobby 3D tlač ani do kancelárií. V zahraničí sa tento druh tlačiarní úspešne rozširuje do výrobných firiem a očakáva sa jeho ďalší nárast.

Výhody

• Široká možnosť využitia rôznych materiálov - kov, keramika, plasty

• Pre tento typ 3D tlače nie sú nutné podpory výtlačkov

• Možnosť vytlačiť tvary nevyrobiteľné klasickými postupmi

• Výborné mechanické vlastnosti 3D výtlačkov

Nevýhody

• Nutnosť bezpečnostných opatrení, pretože sa pracuje s veľmi jemným práškom

• Nákladnejšie upratovanie prostredia a tlačiarní od materiálu

• Vysoké ceny 3D tlačiarní a materiálov do nich

• Potreba ďalších krokov pre vytvrdnutie 3D výtlačkov